浇注机械手的结构设计【4张CAD图纸+毕业论文】

浇注机械手的结构设计

32页 8400字数+论文说明书+任务书+4张CAD图纸【详情如下】

回转缸前盖A3.dwg

杠杆A3.dwg

浇注机械手的结构装配图A0.dwg

浇注机械手的结构设计论文.doc

组合件A1.dwg

摘要

机械工业是为国民经济提供装备和人民生活耐用消费品的产业。随着世界经济的发展，机械工业的规模和技术水平已成为衡量一个国家发展水平的重要标志。因此，世界各个国家都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点。

随着工业革命的不断变革，在各个工业领域中机械手的地位变得越来越重。本篇文章主要记述了机械手的设计计算过程 。 

首先，本文介绍了机械手的发展和机械手的用途，组成，分类等，说明自由度和机械手整体座标的样式。同时，文章给出了这台机械手主要的性能规格参量。 

文章中介绍了机械手的设计原理与设计方法。全面详尽的讨论了机械手各主要组成部分的结构设计。

关键词:  机械手;  液压传动;  液压缸；

Abstract

Machinery industry is to provide equipment for the national economy and people's life and durable consumer goods industry. With the development of world economy, scale and technical level of machinery industry has become a measure of an important symbol of a nation's development. Therefore, the world all countries to develop machinery industry as a strategic priority to develop national economy. 

With the constant change of the industrial revolution, in various industrial fields in the position of the manipulator is becoming more and more heavy. This article mainly describes the design and calculation process of the manipulator.

First, this paper introduces the development and use of the manipulator of the manipulator, composition, classification and so on, the degrees of freedom and the style of the manipulator overall coordinates. At the same time, the article gives the main performance specifications of the manipulator parameters.

 The article introduces the design of the manipulator principle and design method. Comprehensive and detailed discussed the structure design of the main component of manipulator.

Keywords:  Manipulator;  Hydraulic power transmission; Hydrauliccylin- de.

目录

第一章引言 1

第二章手部结构设计 4

2.1 手爪的结构选定 4

2.2 液压缸的选定 5

2.2.1 单活塞液压缸缸筒内径的计算 5

2.2.2 缸筒壁厚的计算 5

2.2.3 缸筒壁厚的验算 6

2.2.4 液压缸活塞杆的确定及校核 8

2.2.5 活塞的最大行程 9

2.2.6 缸盖螺钉的计算 9

2.2.7 液压缸其它元件的确定 10

第三章上升缸设计 12

3.1 上升缸活塞杆受力分析 12

3.1.1 缸筒壁厚验算 13

3.1.2 缸筒端部法兰厚度计算 14

3.1.3 液压缸其它元件的确定 14

3.1.4 液压缸行程确定 15

第四章底座的设计 16

4.1 底座材料及尺寸的选定 16

4.2 地板螺栓的确定 16

4.2.1 受翻转力矩的螺栓组连接 16

4.2.2 缸盖螺钉的计算 17

第五章计算和选择液压元件 19

5.1 阀的种类和功用 19

5.1.1 压力控制阀 19

5.1.2 流量（速度）控制阀（流量阀） 19

5.1.3 方向控制阀 19

5.2 拟定液压系统 20

5.2.1 换向回路 20

5.2.2 调速方案 20

5.2.3 系统的安全性 20

5.2.4 合成并完善液压系统 20

5.3 油泵的选择 20

5.3.1 确定油泵的工作压力 20

5.3.2 计算液压泵的流量 21

5.3.3 确定油泵所需要的电动机功率 21

5.4 液压系统中的辅助装置1 22

5.4.1 油箱容积的确定 22

5.4.2 油箱的结构 23

5.5 液压系统中的辅助装置2 23

结论 25

参考文献 26

致谢 27

第一章引言

工业机器人是一种智能机器人的简化版本,仅仅通过模仿人类行为来帮助完成大量人类日常生产和生活,操作简单,重复率高的工作。

在早期的工业机器人是一种教学和再现机器人。它由驱动器,教箱,框架控制器和机械臂爪等组成。运营商通过教学板输入机械手的工作内容。机器人收到启动命令后,将从内存读取相关的程序指令,完成相对的工作内容。

中期的工业机器人已经配备外部传感器设备(如触觉传感器、力传感器、视觉传感器和语音识别设备等等),可以得到关于工作条件和操作对象的基本信息。机器人根据信息反馈控制机械臂的运动。

现如今，工业机器人已经发展成为一个拥有高度适应性和各种认知功能的智能机器人。这种机器人控制系统可以自行判断决定反馈信息,使机器人在未知环境中提前独立操作,从事各种复杂的操作。工业机器人和其他专业自动化生产设备的主要区别是,它的工作内容可以通过改变计算机程序完成。当生产任务改变,工业机器人编程和辅助器具配置,付出相对较低的成本就可以快速适应新工作。

机器人机械手主要由本体和控制系统两部分组成。本体部分包括机械臂,驱动器和爪子。爪用于抓取工件(或工具)的部件,根据抓住对象的形状,尺寸,重量,材料和需求和结构有很多类型,比如夹类型,类型和吸附型,等等运动旋转手完成各种各样的机械手臂(摆动),移动或复合运动来实现,改变抓取工件的位置和姿态。机械臂的升降、缩放、旋转、等独立运动方式,称为机械手的自由度。为了抓住任何在空间对象的位置和方向,需要一定程度的自由。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性更广泛,它的结构比较复杂。

机械手通常用作机床或其他机器的附件,如自动机床和自动生产线装卸或转让工件等,一般没有独立的控制装置。一些操作需要由人直接操纵装置,例如原子能部门。

5.5 液压系统中的辅助装置2

    油管：有紫铜管、塑料管、尼龙管和软管等，应根据油管的压力，流量、装置条件和工作部位等不同进行选取。 

    紫铜管弯曲较方便，容易装配，承受压力65 100公斤/厘米以下，对机械手来 说一般还是够用的，故采用较多。

    橡皮管多用于高压和有相对运动的部件上较为方便。尼龙和塑料管已逐渐广泛采用。尼龙管可用于低压或中压系统中，而塑料管则可用于回油管系统中。 

    管接头：在管路中应采用管接头进行连成管路时，必须注意紧凑、美观、整齐等。在手部和腕部所用的油缸，如果在外部有很多较长的软管输油，就有可能会影响机械手的运动，甚至损坏油管。因此，常将从液压操作板来的油管在远离手部处集中输入，然后根据结构的特点在油缸壁或活塞杆、导向杆等内部钻孔输油，采用回转接头或伸缩油管将油液输往手部或腕部动作的油缸内。 

    滤油器：它的主要作用是滤油，以保证油液的清洁，防止油泵和液压系统中其它元件的擦伤，咬死或堵塞节流阀和管路小孔而影响机械手工作。 

    网式过滤器结构简单，清洗方便，通用性好。但滤油强度强度较大，抗腐蚀性能较好，制造较简单，过滤精度较高，可是一旦本身的颗粒有脱落，则会影响过滤精度。

结论

    机械手主要优点是：

1.工作环境工作时间长，可重复的流程，维护生产线的正常工作。

2. 运动精度，灵活，尤其是在计算机的控制下，可达到很高的精度。

3.对环境的要求简单，可用于粉尘，易燃，易爆糟糕的工作环境。

4.工作效率高，提高劳动生产率的同时也降低了生产成本。

5.良好的通用性，除了特定的目的，简单的改变手部，就能完成喷涂，焊接的要求。

本文所设计的机械手综合运用了机械设计，材料力学，金属工艺学，热处理，技术测量配合与公差，机械制图，机械原理，理论力学等知识，主要是运用在那些简单，频繁的操作中来代替人的劳动进行工作。

就本次设计而言，我在所掌握的资料的基础上，增加了对液压缸设计过程以及机械手手部和手腕结构的分析和液压控制系统的原理，这使我加深了对液压系统和有关机械手知识的认识和理解，巩固了以前书本上的理论知识。最重要的是，在这次设计中，我学会了液压设计的步骤以及分析和解决问题的方法。开阔了视野，增加了自己的知识面，同时也锻炼了自己独立思考和实际动手的能力。 

但是，在这次设计中也存在着一些不可避免的欠缺和不足。主要是因为缺少设计经验，对许多的细节问题考虑不周，希望老师给予批评和指导，我会在以后的学习和设计工作中不断的完善和纠正自己，努力的提高自己的专业素质。

参考文献

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致谢

首先，我要诚挚的感谢机械工程学院的各位老师在这四年中给予我的悉心培育，使我由一个毫无专业概念的高中生，变成了一名对专业知识有了相当把握并具有较高设计实力的合格大学毕业生。特别要感谢的是王楠老师在这一个学期内对我毕业设计的尽心指导，使我对所设计的课题有了深刻的了解，并顺利的完成了此次设计。

在这次设计中，我将大学四年所学的基础知识和专业知识进行了系统的复习和巩固，对以前所学的知识有了一个全新的理解，弄清楚了许多以前不甚了解的地方，使我的知识面得到了扩展，也使我的专业水平得到了提高。在王老师的耐心指导下，我在资料室和图书馆中查阅了大量的资料，并将他们综合运用于我的设计之中，理论联系实际，终于在设计课题上画上了圆满的句点。就本次设计而言，我在所掌握的资料的基础上，增加了对液压缸设计过程以及机械手手部和手腕结构的分析和液压控制系统的原理，这使我加深了对液压系统和有关机械手知识的认识和理解，巩固了以前书本上的理论知识。最重要的是，在这次设计中，我学会了液压设计的步骤以及分析和解决问题的方法。开阔了视野，增加了自己的知识面，同时也锻炼了自己独立思考和实际动手的能力。

此次设计的成功与王老师的精心培养是分不开的。她注意培养同学们在设计中的创造能力以及独立思考能力，鼓励同学们应用现有的比较先进的设备，并传授她的学习的心得以帮助我们设计的顺利进行。此外，王老师在生活上也给予了无限的关心和照顾，王老师的工作作风与为人处事的态度都使我敬佩不已，在此，仅以此文表示对王老师的教诲和帮助表示我最衷心的感谢。 

另外，在此次设计的过程中，我还要特别感谢我的搭档付晓庆对我的帮助，以及教研室其他老师对我的帮助，使我在设计过程中能够一直保持干劲，克服学习上的困难，不断前行。在此，本人予以最诚挚的感谢。